Question

（1）取一定量的鐵粉與2mol?L^-1稀硝酸400mL反應(yīng)，反應(yīng)后硝酸和鐵均無剩余（鐵只顯+2價），且硝酸的還原產(chǎn)物只有NO．（不考慮溶液體積的變化）
①若將鐵粉慢慢加入到稀硝酸中，并攪拌，反應(yīng)過程中溶液里Fe³⁺、H⁺、NO₃ˉ 三種離子中的某離子的物質(zhì)的量的變化曲線如下圖（1）所示，則該曲線表示的是

 

物質(zhì)的量變化．
②若下圖（1）中，當(dāng)反應(yīng)消耗0.2mol鐵時，所需時間為2分鐘，則H⁺離子的反應(yīng)速率為

 

．

（2）0.10mol?L^-1的稀醋酸中存在著平衡：CH₃COOH?CH₃COOˉ+H⁺．
①在圖（2）中a表示向稀醋酸中不斷加水，b表示向稀醋酸中慢慢滴加0.10mol?Lˉ¹的稀氫氧化鈉溶液．a(chǎn)中醋酸電離百分率的變化圖線已畫出，請你在上左圖（1）中畫出b過程中醋酸電離百分率的變化圖線．
②一定溫度下，利用pH計測定不同濃度醋酸溶液的pH值，得到如下數(shù)據(jù)：

醋酸濃度（mol?L-1）	1	0.1	0.01
pH值	2.50	3.00	3.50

求該溫度下醋酸的電離常數(shù)

 

．當(dāng)醋酸濃度為0.1mol?L^-1時，則電離百分率為

 

．
（3）乙醇是一種可再生能源，可用它來制成燃料電池（如上圖3），試寫出其負(fù)極的電極反應(yīng)式

 

．現(xiàn)用該燃料電池為電源，實現(xiàn)在鐵片上鍍銅，應(yīng)將

 

與鐵片相連，當(dāng)鐵片上鍍上19.2g銅時，消耗的乙醇為

 

克．

Answer 1

考點：弱電解質(zhì)在水溶液中的電離平衡,離子方程式的有關(guān)計算,原電池和電解池的工作原理

專題：

分析：（1）①最初NO₃^-為0.8mol，故圖中曲線表示NO₃^-物質(zhì)的量的變化；
②當(dāng)反應(yīng)消耗0.2mol鐵時，發(fā)生反應(yīng)：Fe+4HNO₃=Fe（NO₃）₃+NO↑+2H₂O，據(jù)v（H⁺）=

△n V

△t

分析計算；
（2）①向0.1mol/L的醋酸溶液中慢慢滴加0.10mol?Lˉ¹的稀氫氧化鈉溶液時，能夠中和氫離子，平衡正向移動，醋酸的電離百分?jǐn)?shù)增大；
②0.1mol/L的醋酸溶液的pH=3，則c（CH₃COO^-）=c（H⁺）=0.001mol/L，據(jù)Ka=

[H+]?[CH3COO-]

[CH3COOH]

計算；根據(jù)溶液pH和醋酸濃度計算電離度；
（3）原電池中負(fù)極上燃料失電子，堿性條件下，CH₃CH₂OH反應(yīng)生成碳酸根離子；在鐵片上鍍銅時，鐵片做陰極，接電源的負(fù)極，生成19.2g銅時，轉(zhuǎn)移電子0.6mol，據(jù)電子守恒計算消耗乙醇的質(zhì)量．

解答： 解：（1）①（3）最初NO₃^-為0.8mol，故圖中曲線表示NO₃^-物質(zhì)的量的變化，故答案為：NO₃^-；
②當(dāng)反應(yīng)消耗0.2mol鐵時，發(fā)生反應(yīng)：Fe+4HNO₃=Fe（NO₃）₃+NO↑+2H₂O，生成硝酸物質(zhì)的量為0.8mol，氫離子為0.8mol，v（H⁺）=

△n V

△t

=

0.8mol 0.4L

2min

=1.0 mol?L^-1?min^-1，故答案為：1.0 mol?L^-1?min^-1；
（2）①向0.1mol/L的醋酸溶液中慢慢滴加0.10mol?Lˉ¹的稀氫氧化鈉溶液時，能夠中和氫離子，平衡正向移動，醋酸的電離百分?jǐn)?shù)增大，圖象為，故答案為：；
②0.1mol/L的醋酸溶液的pH=3，則c（CH₃COO^-）=c（H⁺）=0.001mol/L，據(jù)Ka=

[H+]?[CH3COO-]

[CH3COOH]

=

0.001×0.001

0.1-0.001

=1.0×10^-5；pH=3，則c（CH₃COO^-）=c（H⁺）=0.001mol/L，則醋酸的電離度為

0.001mol/L

0.1mol/L

=1%，故答案為：1.0×10^-5；1%；
（3）原電池中負(fù)極上燃料失電子，堿性條件下，CH₃CH₂OH反應(yīng)生成碳酸根離子，電極反應(yīng)式為C₂H₅OH-12eˉ+16OHˉ=2CO₃²ˉ+11H₂O；在鐵片上鍍銅時，鐵片做陰極，接電源的負(fù)極C₁；生成19.2g銅時，轉(zhuǎn)移電子0.6mol，據(jù)負(fù)極電極反應(yīng)式可知，消耗乙醇物質(zhì)的量為0.5mol，質(zhì)量為2.3g，
故答案為：C₂H₅OH-12eˉ+16OHˉ=2CO₃²ˉ+11H₂O；C₁；2.3．

點評：本題考查了氧化還原反應(yīng)中電子守恒的應(yīng)用、弱電解質(zhì)的電離平衡的移動、電離平衡常數(shù)的計算、電極反應(yīng)式的書寫，題目難度較大．